توسعه روش جدید برای استخراج کم هزینه و سریع لیتیوم

شرکت کانادایی ولت لیتیوم یک روش جدید استخراج لیتیوم را توسعه داده است تا بتواند این فلز حیاتی برای باتری را از آب نمک های کم غلظت و به صورت سریع تر و ارزان تر استخراج کند.

به گزارش تکناک، با توجه به افزایش چشمگیر توجه جهانی به وسایل نقلیه الکتریکی و رشد سریع شبکه های برق در سراسر جهان که به بانک های بزرگ باتری متکی می‌شوند تا تقاضا را با عرضه متناوب انرژی تجدیدپذیر تعادل بخشند، نیاز جهان به لیتیوم  را به میزانی بی‌سابقه افزایش یافته است. این لیتیوم برای تأمین نیاز لازم و غیرقابل انکار خود در باتری‌ها استفاده می‌شود.

انتظار می‌رود که فشار تقاضا برای لیتیوم در دهه آینده به دلیل افزایش جمعیت و استفاده گسترده از باتری‌ها افزایش یابد. اما عملیات استخراج لیتیوم، عملیات زمان‌بری است . به طوریکه راه‌اندازی یک معدن جدید تقریباً 13 سال زمان می برد.همچنین، پروژه های آژانس بین المللی انرژی شامل معادن و پروژه های آب نمک موجود، به علاوه آنهایی که در حال ساخت هستند، تنها نیمی از تقاضای پیش بینی شده را تامین می کنند.

به گزارش گلدمن ساکس در ماه آوریل، روش استخراج مستقیم لیتیوم (DLE) مشابه روش استخراج نفت شیل، یک روش با قدرت انقلابی است که به طور سریع و با هزینه کم لیتیوم را از آب نمک استخراج می‌کند. . اکنون این شرکت قصد دارد میادین استخراج نفت قدیمی را به کارگاه های عملیات تولید لیتیوم تبدیل کند.

روش متداول برای استخراج لیتیوم از آب نمک زیرزمینی شامل انتقال آن از زیرزمین به وسیله پمپاژ و قرار دادن آن در حوضچه‌های بزرگ روی سطح است. در طول یک سال یا بیشتر، آب به آرامی توسط خورشید تبخیر می‌شود و در نتیجه لیتیوم متراکم می‌شود . سپس با استفاده از عوامل شیمیایی رسوب می‌کند و به کربنات یا هیدروکسید لیتیوم تبدیل می‌شود که قابل فروش است. با استفاده از این روش، می‌توان حدود 40 تا 60 درصد از لیتیوم موجود در آب نمک را با هزینه‌ای بین 3300 تا 4900 دلار آمریکا برای هر تن متریک معادل کربنات لیتیوم استخراج کرد.

روش DLE به طور قابل توجهی سریعتر است و به جای بیش از یک سال، تنها چند ساعت طول می‌کشد. با استفاده از این روش، حجم بیشتری از لیتیوم نسبت به حجم مشخصی از آب نمک استخراج می‌شود و به طور بالقوه می‌تواند خروجی یک عملیات آب نمک مشخص را دو برابر کند. همچنین، این روش حدود 95 درصد کمتر از منطقه زمینی را مورد استفاده قرار می‌دهد و از نظر اقتصادی به دلیل کمبود غلظت لیتیوم در آب نمک بسیار مقرون به صرفه است.

به طور کلی، روش DLE شامل افزودن یک جاذب بسیار انتخابی به آب نمک است که قادر به جذب لیتیوم است و با سرعت آن را از آب جدا کرده و ناخالصی‌ها را از این فرآیند حذف می‌کند.

شرکت ولت لیتیوم، که در منطقه کلگری فعالیت می‌کند، یکی از شرکت‌هایی است که سرمایه‌گذاری قابل توجهی را بر روی این فناوری تحول‌آفرین انجام داده است. در اوایل سال جاری، ولت اعلام کرده است که برنامه آزمایشی آن با موفقیت توانسته است 90 درصد لیتیوم را از غلظت‌های 34 میلی‌گرم در لیتر و 97 درصد از غلظت‌های 120 میلی‌گرم در لیتر استخراج کند.

این ارقام بسیار قابل توجه هستند. شرکت مذکور در دریاچه رنگین‌کمان، آلبرتا، بر روی 430هزار هکتار زمین فعالیت می‌کند که غلظت لیتیوم در آب نمک موجود در این منطقه است. این منطقه که یک میدان نفتی قدیمی و فرسوده و دارای بیش از 1300 حلقه چاه پیش حفر شده است که آب نمک را به راحتی در دسترس قرار می‌دهد. برآورد ولت نشان می‌دهد که حدوداً 4.9 میلیون تن کربنات لیتیوم در این منطقه وجود دارد و با هزینه تقریبی 3000 دلار آمریکا برای هر تن متریک، می‌توان این کار را انجام داد و حدوداً 20 هزار تن در سال، استخراج لیتیوم از این منطقه را فراهم کرد.

شرکت در بیانیه مطبوعاتی خود اعلام کرده است که آغاز این اکتشاف، راه را برای باز شدن چندین مخزن نفتی در سراسر آمریکای شمالی، که اکنون قادر به استخراج تجاری لیتیوم با استفاده از فرآیند DLE اختصاصی ولت هستند، می‌گشاید. این بیانیه همچنین به بهبودهای نسبتاً ساده در فرآیند، مانند بهینه‌سازی استفاده از معرف ، اشاره می‌کند که می‌تواند هزینه‌ها را به طور قابل توجهی کاهش دهد. شرکت در حال حرکت برای ایجاد اولین کارخانه آزمایشی دائمی خود نیز قرار دارد.

با توجه به گزارش گلدمن ساکس، آب نمک تقریباً دو سوم منابع جهانی لیتیوم را تشکیل می‌دهد، اما تنها حدود 40 درصد از تولید کنونی را شامل می‌شود. گلدمن ساکس برآورد می‌کند که اگر فناوری‌های DLE به میزان حدود 20 تا 40 درصد در آمریکای لاتین گسترش یابند، تا سال 2028 بازدهی این شرکت از 50 درصد به 80 درصد افزایش خواهد یافت و عرضه جهانی لیتیوم خام تقریباً 8 درصد افزایش خواهد داشت. با این حال، این افزایش به حدی نیست تا به تقاضای پیش‌بینی شده در سال 2030 پاسخگو باشد. در عین حال، این فرصت‌های جدید برای استخراج با استفاده از فناوری‌های نوظهور ولت در مناطق نفتی در سراسر آمریکای شمالی، آسیا و اروپا را نادیده نمی‌گیرد.

زیر نویس شکل:

استخراج مستقیم لیتیوم نسبت به فرآیندهای سنتی تبخیر آب نمک وعده لیتیوم بیشتر، ارزان‌تر، سریع‌تر و استفاده از زمین بسیار کمتر را می‌دهد.